某大厦管道直饮水工程技术方案26页

一、总述
1 、项目概况
XXXX座落在XXX，是一个集办公、科研为一体的办公大楼。

本次管道直饮水以按整体设计一个核心处理机房，通过不锈钢管道对办公区域进行循环供水。

2、饮用水及直饮水发展情况
自1985年起，经过漫长的20年，中国最新的《城市供水水质标准》已出台，并于2019年6月1日起开始实施。

《标准》对水质提出了更高的要求，与现行的20年前颁布的国标《生活饮用水卫生标准》（1985年颁布）相比，检测项目由35项增加到93项，包括一些分量检测，总项目达101项，其中常规检测项目42项，非常规检测项目59项。

《标准》对项目的限值有更严格的要求，增加了对有机污染物和农药的检测项目、对消毒副产物检测项目和对原虫类病毒体的检测项目。

《标准》对供水水质保障的系统性做出明确规定。

从水源、水厂、配水管网到二次供水设施，各个环节都必须严格控制。

《标准》也适用于单位自建的生活用水供水设施。

《标准》的实施，为广大居民的饮水安全和身体健康提供新的法律保障，同时也宣告采用“超滤”技术进行饮用水简单处理的道路将越来越小，而采用“纳滤”等新技术进行“深度处理”的模式将具有广阔的发展前景。

根据新的饮用水标准，限于目前的企业技改资金、市政管道翻新所需的巨额投入来源不足等诸多因素，全国各地的自来水公司的出水水质要在短期甚至10年内达到标准是不大可能的，相当多的自来水公司连相应的新标准的水质检测设备都无法配套，因此针对人们生活用水只占城市自来水总出水的1-2％（居民用水占市政自来水的10％，工业用水占90％；而居民/学生的饮用水又只占其整体生活用水的10％，其余为沐浴、卫生间、清洁用水）的实际情况，通过对这1-2％的饮用部分的用水进行深度处理（纳滤级别以上），利用独立循环的食品级卫生管道输送到各个饮水点的“分质供水”“管道直饮水”行业在国内诞生10年来获得了进一步的巨大发展空间，可为社会各层次的需求提供“安全、健康”的饮用水。

本项目制水设备采用的核心组件是全球第一品牌美国原装进口的陶氏纳滤膜，虽其价格比海德能等品牌高30％以上，但它是“全球最好的不带补丁的完整的膜”，与反渗透相比，纳滤膜既能有效去除水中有害、
有毒于人体健康的有机污染物、农药残留物、消毒副产物、重金属有害物、细菌、病毒等，又能适当保留水中有益于人体健康的无机盐类、微量元素等，简单的说，通过这种新技术生产出来的水是介于市面上所谓的“矿泉水”和“纯水”之间的一种“饮用净水”。

而“矿泉水”（种类很多）并不是所有人都可以长期饮用的，纯水更不能长期饮用。

在欧洲法国、美国等国家二、三十年前就已经淘汰了100年前发明的自来水加氯消毒（与杂质会产生致癌、致畸、致突变等物质）技术，并在十年前开始开始大规模采用纳滤技术生产净水，已经建成日产量数十万吨的采用纳滤技术生产的自来水厂并供居民直饮。

因此，综合世界水处理发展情况，“纳滤水”被誉为21世纪最佳饮用水！
XXXX的管道直饮水系统，将采用世界先进的纳滤技术，将普通市政自来水净化成为优质的可直饮水，将是对XX高尚社区的建设行业发展的一大提升。

本直饮水方案设计重视利用成熟的技术，确保工艺设施可靠、净化水质安全，注意追求最佳的性/价比，最大限度降低投资成本。

目前由于暂时没有水质检测报告，只能按市政自来水为原水的通用净化工艺技术设计技术方案，待有水质检测报告后，可进一步完善技术方案。

详细水净化处理工艺技术方案将依据XXXXX小区办所提供的【XXXX】图纸进行具体细化设计，主体净化技术选用当今国际最先进的纳滤技术，同时整体管网采用食品级不锈钢循环管网、饮用水表、不锈钢阀门、不锈钢管件、强化紫外线消毒，防止二次污染。

二、设计原则和依据
1 、设计原则：
（1）采用当前国际上先进的水质深度纳滤处理技术和先进可靠的工艺，绝对保证产出水水质卫生、安全、健康。

（2）在出水达到国家相关标准的前提下，尽量降低管道直饮水工程的建设造价和日常运行费用。

（3）全自动控制，出水水质在线监测，智能化运行实现无人值守。

2 、设计依据：
（1）卫生部：《生活饮用水卫生规范》（2019）。

（2）《瓶（桶）装饮用水卫生标准》GB19298-2019。

（3）卫生部：《生活饮用水卫生监督管理办法》。

（4）中华人民共和国行业标准：《管道直饮水系统技术规程》CJJ110-2019
（5）建设部：CJ94-2019《饮用净水水质标准》。

（6）《泵站设计规范》GB/T50265-97
（7）《建筑给水排水设计规范》 GBJ15-97
（8）《水处理设备性能试验总则》 GB/T13922.1-92
（9）《压力容器焊接工艺评定》 JB3964-94
（10）《给水排水工程结构设计规范》 GBJ69-84
3 、设计范围：
（1）在管道直饮水净化站房内，以纳滤水处理设备为核心的产水成套设备的设计、安装、调试；
（2）管道直饮水净化站房内，以全球一流的进口丹麦格兰富不锈钢水泵为核心的恒压变频供水成套设备的设计、安装、调试；
（3）提供设计建造净化站房的技术规范要求。

（4）提供设计建造管道直饮水循环管网的技术规范要求
（5）平面总管为“供回水双循环不锈钢管道”，主机通过不锈钢管道及各个小区独立阀门，既可独立供水又可联机并网，降低系统可
能出现的停水几率，最高限度保障了整体系统的长期不间断供水
的稳定性。

4 、制水主机设备额定产水量设计：
根据XXXX的规划要求，设置了一套主机系统，以满足办公楼饮用水的基本生活要求。

设计依据：设备额定产水流量和水箱容量设计
技术规范：用水量标准建议办公大楼为1－2L/d.人。

为了保证以后用直饮水量的提高，取用水量为3L计,则日用水总量如下：3L/d.人×3500人=10.5m3/d。

技术规范：设备运行时间取12－16/d。

设备平均产水流量如下：
10.5m3/d÷16h/d=0.66m3/h。

技术规范：时变系数为2～4。

最大时用水流量如下：
2～4×（0.66）=1.32～2.54m3/h。

我司建议采用2吨/小时处理水系统做为主机保证供水。

通过加上1个2吨净水箱做为储蓄水箱，即可在有限时间内供给4吨/小时以上的用水量，可满足系统需要，因此选择：
本方案可以满足XXXX目前以及未来20年的饮水安全、健康的需要。

三、工艺流程设计
3.1工艺流程图
3.3 工艺流程中的工艺设施配置依据及其制作工艺技术简介
原水水箱→全自动高效砂滤器→全自动高效炭滤器→精密过滤器→纳滤（UF）高压泵→供水水泵→用水点
3.3.1 预处理暨微滤单元
①原水箱设计：选用PE水箱，容积为设备额定产水流量的80％，设计为5吨，调节时间1h，最大限度减少原水在水箱中停留时间，以减少与空气接触所带来二次污染，从而减轻不必要的新增处理负荷。

设计有排空阀，方便定时清洗水箱。

设计有水箱需要补充水时，水箱进水管道的进水电磁阀自动通电开启进水、水箱满水时，进水电磁阀自动断电，停止进水。

②原水泵设计：选用CHl系列不锈钢水泵。

设计有漏电、电机过载、管路超压电气控制；防水锤冲击的止回阀；原水箱中水，降至低水位，或净水箱中水，升至高水位，自动停止产水的控制；原水箱有水，净水箱需要补给水时，自动启动产水的控制；泵出口输水管道压力超压时，自动停止产水的控制。

③10μm精度PP线绕滤芯精密过滤器设计：线绕滤芯的藏污纳垢能力强，能有效截住大于10μm污物。

滤芯过水量大于预处理额定水流量。

防止滤器成为新污染源，巧妙利用滤器排水口、排气口，设计滤器上层浓缩水、存贮水及时自动排除的冲洗工艺技术，这是设备供应商怡文公司的专利技术。

④压缩活性炭滤芯过滤器设计：压缩活性炭滤芯主要吸附被污染水中的异味，或自来水中的余氯。

防止滤器成为新污染源，巧妙利用滤器排水口、排气口，设计滤器上层浓缩水、存贮水及时自动排除的冲洗工艺技术，这是怡文专利技术。

⑤1μm精度PP熔喷滤芯保安过滤器设计：查看全国各地直饮水上百工程实例，保安滤芯多用5μm精度，而选用1μm精度滤芯，并不多见。

本项目选用XXXX工生产的超高精度PP滤芯的目的是将1μm～5μm物质尽量滤除，最大限度减少这类物质对昂贵的纳滤膜的冲击。

PP熔喷滤芯孔径一致性较好，能有效截住大于1μm物质。

滤芯过水量大于预处理额定水流量。

防止滤器成为新污染源，巧妙利用滤器排水口、排气口，设计滤器上层浓缩水、存贮水及时自动排除冲洗工艺技术，这是怡文公司的专利技术。

确保供水需求，工艺设施安全、可靠，十分重要。

分析预处理单元上述配置，原水箱和三级滤器的安全性、可靠性能令人放心；为最大限度降低原水泵故障率，设计有多种保护电机和水泵安全运行的措施。

3.3.2 膜处理单元
①纳滤高压泵设计：选用不锈钢CDL系列水泵。

设计有漏电、电机过载、管路超压电气控制；防水锤冲击的止回阀；原水箱中水，降至低水位，或净水箱中水，升至高水位，自动停止产水的控制，原水箱有水，净水箱需要补给水时，自动启动产水的控制；泵出口输水管道压力超压时，自动停止产水的控制。

②膜组件设计：选用美国原装的陶氏公司8040型纳滤膜组件。

陶氏公司一直是世界上权威性的高科技公司之一，位居世界 500 强前列，2019 年成为美国最大的化学品高科技公司，主要的办事机构设在北京、上海、广州、香港和台湾，目前在大中华地区已有 10 家制造厂，在建工厂有4家，员工人数1,100多名，年销售额近12亿美元。

自从陶氏 FilmTec 公司在世界上首先发明可实用的复合膜以来，膜技术及其应用技术就得到了前所未有的发展，许多应用领域的开拓及规模化均是从选用 FILMTEC 元件开始的， FILMTEC 品牌的反渗透和纳滤膜产品成为性能更高、更一致且更稳定的分离膜著名品牌。

产品系列涵盖了家用元件到海水淡化及新型纳滤元件。

它仅在美国生产并最早通过了严格的ISO9000 质量体系认证，经用户长期使用证明，其寿命长，性能特别稳定，不易污染，清洗恢复性好，市场占有率世界第一。

陶氏膜产品的特点:
复合膜是由美国 FilmTec 公司在世界上首先开发成功的，其专有的膜
化学材料、配方及生产线使得 FILMTEC FT30 膜片具有极高的抗压密、抗磨损、抗化学降解性能；耐 pH 范围最宽，能用普通酸碱进行强力高效的清洗，因清洗更彻底从而使膜系统长期运行压力更低，可大幅度减低运行费用；
陶氏 FILMTEC FT30 膜片没有任何针孔等缺陷，没有由修补缺陷而产生的补丁；
陶氏 FILMTEC FT30 膜片脱盐层更厚、更均匀、更光滑，用这样的膜片卷制的元件更可靠，寿命特别长，长期稳定性才有保证；
陶氏 FILMTEC 元件的进水流道更宽，流动更均匀，不易污染，一旦污染更宽的流道具有极高的清洗效能；
陶氏 FILMTEC 元件的膜叶更短而数量更多，使得膜片上的最大通量值大幅下降，污堵速率显著降低；
陶氏 FILMTEC 元件源自最先进的全自动化生产线，陶氏 FilmTec 公司唯一拥有干元件生产技术及设备，所生产的元件性能更一致，从而保证了系统的长期可靠性，干元件一般没有严格的保存期限制且更易保存，因而著名工程公司和重要用户在设计水处理项目时总是首先选择 FILMTEC 品牌。

陶氏 FILMTEC 膜元件仅在美国生产，完全原装进口。

具体选型：
8040单支纳滤膜出水率为80%，额定净水流量为1.00m3/h，需要1m3/h 进水，产生0.2m3/h浓水，如果并联连接，水资源浪费更大。

因此采用串联可提高产水率。

设备额定产水流量为2m3/h，需要8支4040型纳滤膜，采用串联连接，产水率可达75%。

在此基础上设计浓水回流制水，即浓水一分为二：部分回流再制水，部分直接排放绿化等，这样产水率可提高至85%以上，从而响应目前国家提出的打造“节约型和谐社会”的号召，尽量达到节水与省电、省耗材之间的最优方案。

③设计有进水压力表、浓水压力表，进水流量计、净水流量计、浓水流量计、回水流量计，保证对纳滤膜核心组件的最佳运行状态监视和调整。

④设计有进口在线pH和电导率在线检测仪，可随时监视纳滤水的水
质稳定性。

⑤为防止纳滤膜被沉淀结垢污染，保证其正常运行，延长其使用寿命而设计：每次产水之前，首先进行低压、高压双重冲洗的工艺及设施；每次停止产水之时，立即进行低压冲洗的工艺及设施；以及定期在线化学清洗的工艺及设施，每年定期清洗2-3次。

分析膜处理单元上述配置，设计有产水前双重冲洗、产水后低压冲洗和定期化学清洗工艺，膜组件的安全性、可靠性能令人放心；为最大限度降低原水泵故障率，设计有多种保护电机和水泵安全运行的措施。

3.3.3自控设计
控制设计是确保设备安全运行，实现自动化产水、供水和现场无人值守技术保证。

控制程序设计要求如下：
①原水水位升至高水位时，停止进水，降至中水位时，自动进水。

②原水水位降至低水位时，停止产水，升至中水位时，自动产水。

③净水水位升至高水位时，停止产水，降至中水位时，自动产水。

④净水水位降至低水位时，停止供水，升至中水位时，自动供水。

⑤设备启动时，纳滤膜净水通道上冲洗电磁阀、浓水回流通道上回流电磁阀，同时处于关闭状态，预处理系统排水通道上排水电磁阀与原水泵同时通电开启，原水泵输水置换3个滤器上层存贮水，并从排水通道经排水电磁阀排出；滤器中存贮水被置换完后，排水电磁阀断电关闭。

预处理新鲜水从纳滤膜浓水排放通道流出，进行膜低压冲洗；完成膜低压冲洗，高压泵通电启动，进行膜高压冲洗；完成膜高压冲洗后，净水通道上冲洗电磁阀和回流通道上回流电磁阀同时通电开启，设备正式产水。

④设备停止产水时，纳滤膜净水通道上冲洗电磁阀，浓水回流通道上回流电磁阀和高压泵首先关闭，纳滤膜浓缩水被预处理新鲜水置换，并经浓水排放通道流出；然后，预处理排水电磁阀开启，3个滤器上层浓缩水被新鲜原水置换，并经排水电磁阀排出，最后，设备停止产水。

停机前冲洗也是本公司在直饮水设计上的一个独特之处，可以避免浓水端细菌对膜组件的侵蚀伤害，大大延长昂贵的膜组件的有效寿命。

控制器设计：纳滤水处理设备，既有模拟量，又有开关量，所以选用德国西门子公司逻辑控制器。

可靠性设计：控制器选用抗干扰能力强的工业型逻辑控制器，电源有电源滤波器和瞬变电压吸收元件；功率器件有漏电、过载、过热、短路保护；水位控制有原水箱和净水箱水位上限、下限的液位控制器；管道过压保护有原水、纳滤水、供水管道的压力传感器，当管道压力超出设定值时，相应的水泵停止运行，管道压力恢复正常，水泵自动启动运转。

3.3.4 供水单元
①净水箱设计：选用具有国家卫生部认证的不锈钢水箱，其采用进口材料双面镜面抛光304不锈钢板材制作，容积选择设备额定产水流量的0.8-1倍，调节时间约1.0h，即配置1套5m3水箱。

在水箱盖上方配置有达到采购原军工企业生产的1μm精度PP熔喷滤芯净化器，滤除大于1μm尘埃、污染物、细菌和病毒等；在水箱盖下方加装浸没式紫外线杀菌器，杀灭小于等于1μm的细菌和病毒。

切断空气中污染物、细菌、病毒等侵入水箱之路，有效保护净水不受二次污染，从而确保水质卫生和安全。

水箱设计有溢流管避免水溢净化站房，设计排空阀方便定时清洗水箱。

②纳滤水消毒设计：纳滤产水和循环回水，分别经过流式紫外线杀菌器杀菌消毒后流入净水箱（白日产水多循环，晚上循环少产水），防二次污染，保证纳滤水无菌，同时最大限度节省可节省的设备投资成本。

③恒压变频供水设计：设计分区供水，各配2台格兰富不锈钢变频泵，，既兼顾低谷与高峰供水矛盾，又可节省30%左右运行电费。

设计在泵入口安装不锈钢开关闸阀、在泵出口安装配套保护止回阀。

④回水循环设计：设计循环管路，定时回水循环，确保水质鲜活。

根据设计相关规定，直饮水必须采用循环管网，本项目初步设计循环净水流速为1.5米/秒—2.5米/秒。

⑤0.22μm精度微孔膜折叠滤芯终端过滤器设计：用于过滤循环管路中可能出现的大于0.22μm物质。

五、系统运行耗材更换清单
【XXXX】管道直饮水系统
说明：
1、我司的直饮水产水运行时间是以8小时/天计算，即日产水量为16吨,变频泵则是全天24小时供水。

如果运行时间减少，该耗材的更换时间可以适当延长。

2、如果在运行期内，能够将纳滤滤芯脱出进行单支清洗（每2年/次），纳滤滤芯的运行寿命可以达到6至8年。

我司可以提供该项服务。

3、该系统的反冲洗频率我司是按标准配置，如能够加强其反冲洗的频率，也可以延长耗材的运行时间。

只是运行费用会适当的增加，但增加不多。

六、主机选型说明
1.“纳滤（NF）水处理设备”依托的是怡文公司自有知识产权的“复合膜
分离技术”，该技术是当今最先进的水体深度处理技术——膜分离过程的一种，它把微滤（WF）、超滤（UF）、纳滤（NF）有机地组合在一起，从而，既有效地保证了产出水的卫生安全，又降低并均衡了各级过滤器的压力，延长了纳滤膜组件的使用寿命，降低了运行成本。

2.处理XX市政自来水需要纳滤作技术保证水质安全。

处理XX市政自来水，当其水质较好时超滤尚可处理，但若自来水经过长途运输水质变化或者有重金属成分等，必须通过反渗透、纳滤可保水质安全。

反渗透膜能去除水中几乎全部溶解性物质，其中包括人体健康需要的无机盐类和微量元素，但反渗透水是纯水，与人体内体液渗透压差别很大，据国外水处理专家论文等介绍，排泄时会融解并带走一些人体原有的电解质等，短期饮用问题不大，但不宜长期饮用。

纳滤膜是松散性膜，只对特定溶质具有较高脱除率，有选择地部分去除偏高和超标溶质，如重点去除井水中超标的亚硝酸盐溶质，又保留人体健康需要的适量无机盐类和微量元素，而且可脱除细菌、色度、病毒、溶解性有机物，尤其“三致”物等。

纳滤水是最佳饮用水，长期饮用有益于人体健康。

因此，选用纳滤技术可以确保水质安全。

十年来，法国等欧美国家已经采用纳滤技术来进行市政自来水的生产，市场规模正急剧增长中。

3.纳滤膜因生产工艺复杂而售价较高，纳滤膜的进货成本是反渗透膜的
1.5倍、超滤膜的3倍、微滤膜10倍左右。

但为保饮用水水质安全，
必须需要纳滤技术作保证。

七、消毒装置说明
我司在XXXX直饮水系统设计中提出紫外线杀菌的方案的理由：
自来水管网是发散的，自来水管网辐射范围是宽广的，自来水管网中细菌存在与繁殖是难以避免的。

杀灭管网中的细菌只能采用加氯追踪消毒方法。

这就是说，自来水消毒是在供应自来水过程中进行的。

选用臭氧消毒的臭氧浓度必须≤0.3mg/L。

如以最近点设计臭氧的投加浓度，最远点鞭长莫及，无能为力；如以最远点设计臭氧的投加浓度，最近点饮用水中臭氧浓度必然超标，口感极差，难以饮用。

由此可见，选用臭氧消毒也不是最佳选择。

用臭氧消毒的思维，实际是自来水追踪消毒习惯思维的延续，这也是所看到一个带普遍性的问题。

而直饮水管网中如有细菌出现，应来自四个方面：其一来自管网施工；其二来自管网漏气；其三来自供给净水；其四来自饮水出口。

分质供水管网是闭路循环的，坚持规范化施工，可最大限度减少管网施工中细菌进入管网之中。

因为管网是闭路循环的，可以做压力试验，从中可判断管网是否漏气，如不漏气，外界细菌就难以进入管网之中，如漏气就返工，直至不漏气为止。

施工确保管网不漏气，就堵住了外界细菌侵入通道。

因为管网是闭路循环的，可以在正式通水之前，模仿自来水廉价消毒方法，酸洗，碱洗，甚至可任意加大浓度，直至杀灭施工过程留下的细菌，再用净水清洗管网。

直饮水管道消毒是在停止供水状况下进行，不仅确保消毒过程卫生、安全，而且消毒更科学有效。

供给净水不该有菌，换句话说，如果净水有菌，应该在供给用户饮用前杀灭，这是净化生产环节的设计任务。

净水饮用终端与空气接触，难免会有病菌浸入。

因为管网是闭路循环的，浸入病菌有的被循环水带入过流式紫外线杀菌器杀灭，有的可能停留在管网中繁殖。

因为管网是闭路循环的，我们可以随时监测回水，判断管网是否有病菌，如有就及时闭路消毒杀灭。

紫外C消毒简单介绍：
（一）、现代紫外C消毒原理
现代紫外C消毒技术是在光学、生物学、化学、机械学、电子学、流体力学、空气动力学及土木工程学等学科的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的C波段紫外光（Ｔ254nm）发生装置产生的强紫外C光照射水或空气。

当水或空气中的各种细菌病毒经过紫外Ｃ照射区域时，紫外线会穿透微生物的细胞膜和细
胞核，破坏核酸（ＤＮＡ或ＲＮＡ）的分子键，使其失去复制能力或失去活性，因为细胞不能复制，微生物不久就会死亡，从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭水或空气中所有的细菌病毒。

紫外Ｃ消毒不产生任何二次污染物，属于国际上最新一代的消毒技术，它以其高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量、无污染等其他消毒手段无法比拟的优点，目前已在西方发达国家逐渐成为一种主流消毒手段。

（二）、现代紫外C消毒技术的优势
紫外C水消毒技术对细菌病毒以及其它致病体的消毒效果已得到全世界的公认。

紫外C水消毒技术具有下列明显的优点。

1．高效率杀菌
紫外C消毒技术具有其它技术无可比拟的杀菌效率。

杀菌效率可达99％－99.9％。

表1列出紫外Ｃ技术对常见几种细菌病毒的杀菌时间一般只需１秒以内。

而传统氯气、臭氧等化学消毒方法要达到紫外Ｃ的杀菌效果一般需要20分钟至１小时的时间。

表1 紫外C技术对常见细菌病毒的杀菌效率（紫外辐射强度：30,000μW/cm2）。